Modulhandbuch Master of Science. Engineering Physics

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1 Carl v. Ossietzky Universität Oldenburg Hochschule Emden/Leer Version vom Modulhandbuch Master of Science Engineering Physics -1-

2 Übersicht Inhaltsverzeichnis Empfohlene Studienverlaufspläne... 4 Physik/Mathematik:... 7 Simulation/Modellierung MM 1 (P)... 7 Quantenmechanik MM 2 (P)... 9 Festkörperphysik MM 3 (P) Beschleuniger, Kern- und Teilchenphysik MM 4 (WP) Ingenieurwissenschaften: Ingenieurwissenschaften I MM 7(WP); Biomedical Physics & Acoustics Ingenieurwissenschaften I MM 7 (WP); Laser & Optics Ingenieurwissenschaften I MM 7 (WP); Renewable Energies Ingenieurwissenschaften II MM 8 (WP); Biomedical Physics & Acoustics Ingenieurwissenschaften II MM 8 (WP); Laser & Optics Ingenieurwissenschaften II MM 8 (WP); Renewable Energies Ingenieurwissenschaften III MM 9 (WP); Biomedical Physics & Acoustics Ingenieurwissenschaften III MM 9 (WP); Laser & Optics Ingenieurwissenschaften III MM 9 (WP); Renewable Energies Werkstoffkunde MM 5 (P) Seminar fortgeschrittene Themen in EP MM 6 (P) : I MM 10 (WP); Biomedical Physics & Acoustics I MM 10 (WP); Laser & Optics I MM 10 (WP); Renewable Energies II MM 11 (WP); Biomedical Physics & Acoustics II MM 11 (WP); Laser & Optics II MM 11 (WP); Renewable Energies III (Vorbereitung Master Thesis) MM 12 (WP) Labor: Projekt MM 14 (WP) Management/BWL: Management/BWL MM 13 (WP) Master Thesis: Master Thesis MM 15 (WP) (c/p) = compulsary subject / Pflichtfach; (cos/wp) = compulsary optional subject / Wahlpflichtfach Weiter Vorlesungen sind im Modulhandbuch Master of Science in Physik und im Vorlesungsverzeichnis Wahlpflichtmodul Physik im Studiengang Master of Science in Physik aufgeführt. Auch Vorlesungen (keine Praktika) aus dem Studiengang Postgraduate Programme Renewable Energy (PPRE) sowie Hörtechnik und Audiologie können gewählt werden. -2-

3 Übersicht Master of Science in Engineering Physics (M.Sc.) Field 1 st Semester 2 nd Semester 3 rd Semester 4 th Semester CP Physik / Mathematik Simulation/ Modellierung Quantenmechanik Festkörperphysik 18 Ingenieurwissenschaften Labor Ingenieurwissenschaften I (9) I (9) Ingenieurwissenschaften II (9) Werkstoffkunde II (9) Ingenieurwissenschaften III Seminar fortgeschrittene Themen in EP III (Vorbereitung Master Thesis) Projekt (in einer Forschungseinrichtung oder einer Firma) (9) Thesis (30) Management Management/BWL 6 CP Lehrveranstaltung (Kreditpunkte) Es können die Schwerpunkte Biomedizinische Physik & Akustik (Biomedical Physics & Acoustics), Laser & Optik (Laser & Optics), Erneuerbare Energie (Renewable Energy) gewählt werden. Die Module aus dem Wahlpflichtbereich sind eine Auswahl von Veranstaltungen, die in der Regel nicht ausschließlich für EP angeboten werden, sondern mit dem Angebot der Vertiefungsrichtungen in Physik übereinstimmen. Die Veranstaltungen werden in der Regel nicht jedes Semester angeboten. -3-

4 Übersicht Empfohlene Studienverlaufspläne Schwerpunkt Biomedizinische Physik Der Studienplan ist für die "Fachanerkennung Medizinische Physik" durch die Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik (DGMP) verbindlich. Wird die Fachanerkennung nicht angestrebt, können in dem Schwerpunkt anstelle der kursiv geschriebenen Fächer auch Angebote aus anderen Modulen gewählt werden, siehe Fächermatrix (Seite 35ff.). Eine Studienberatung von dem/ der Verantwortlichen für den angestrebten Schwerpunkt der Masterthesis wird dringend empfohlen. Field 1 st Semester 2 nd Semester 3 rd Semester 4 th Semester CP Physik / Mathematik Simulation/ Modellierung Beschleuniger, Kern- und Teilchenphysik Festkörperphysik 18 Ingenieurwissenschaften Signal- und Systhemtheorie Wahlpflicht Wahlpflicht Grundkurs im Strahlenschutz F-Praktikum Physiologie 33 Labor Med. Optik Strahlentherapie u. Dosimetrie Psychophysik und Audiologie (Physiologische, psychologische und audiologische Akustik) Werkstoffkunde Selected Topics on Medical Radiation Physics Bildgebende Verfahren Klin. Anwendung von Lasern Seminar fortgeschrittene Themen in EP (Vorbereitung Master Thesis) Projekt (in einer Forschungseinrichtung oder einer Firma) (9) Thesis (30) Management Management/BWL 6 CP Lehrveranstaltung (Kreditpunkte) Wahlpflicht in der gewählten -4-

5 Übersicht Schwerpunkt Erneuerbare Energie Der Studienplan gibt einen beispielhaften Studienverlauf im Schwerpunkt wieder. Es können auch andere Module gewählt werden. Je nach Auswahl aus dem Modulangebot der Natur- und Ingenieurwissenschaften für die kann die Summe der Kreditpunkte geringfügig von 30 pro Semester nach oben oder unten abweichen. In der Summe dürfen 120 Kreditpunkte nicht unterschritten werden. Um die Breite bei hinreichender fachlicher Vielfalt im jeweiligen Schwerpunkt zu gewährleisten, werden die Module in kleinen thematischen Einheiten angeboten, die mindestens aus einer Vorlesung mit Seminar, Übung, Praktikum oder ähnlicher praxisnaher und prüfungsrelevanter Veranstaltung bestehen. Es wird dringend empfohlen, die Wahl des Schwerpunkts der angestrebten Masterthesis mit einer Studienberatung zu verbinden. Field 1 st Semester 2 nd Semester 3 rd Semester 4 th Semester CP Physik / Mathematik Simulation/ Modellierung (Finite Element Analysis) Quantenmechanik Festkörperphysik 18 Ingenieurwissenschaften Fluiddynamik I and Energy Informatics or Sustainability Economics and Management Fuzzy-Regelung und künstliche neuronale Netze in Robotik und Automation Fluiddynamik II Werkstoffkunde Dynamical Systems (num. & exp. analysis) Advanced Topics in Wind Energy Seminar fortgeschrittene Themen in EP 31 Biomass Energy I or Wind Energy I Energy Storage I or Solar Energy Systems - Electric & Thermal Energy Meteorology or Energy Systems I or Physikalische Grundlagen der Photovoltaik Design of Wind Energy Systems or Energy Systems II Elective courses Wind Energy II (wind farms) Solar Energy II Quantensolarenergiewandlung (Vorbereitung Master Thesis) z.b.: Dezentrale Energiesysteme Thesis (30) Labor Projekt (in einer Forschungseinrichtung oder einer Firma) (9) 9 Management Management/BWL 6 CP Lehrveranstaltung (Kreditpunkte) Wahlpflicht in der gewählten -5-

6 Übersicht Schwerpunkt Laser & Optik Der Studienplan gibt einen beispielhaften Studienverlauf im Schwerpunkt wieder. Es können auch andere Module gewählt werden. Je nach Auswahl aus dem Modulangebot der Natur- und Ingenieurwissenschaften für die kann die Summe der Kreditpunkte geringfügig von 30 pro Semester nach oben oder unten abweichen. In der Summe dürfen 120 Kreditpunkte nicht unterschritten werden. Um die Breite bei hinreichender fachlicher Vielfalt im jeweiligen Schwerpunkt zu gewährleisten, werden die Module in kleinen thematischen Einheiten angeboten, die mindestens aus einer Vorlesung mit Seminar, Übung, Praktikum oder ähnlicher praxisnaher und prüfungsrelevanter Veranstaltung bestehen. Es wird dringend empfohlen, die Wahl des Schwerpunkts der angestrebten Masterthesis mit einer Studienberatung zu verbinden. Field 1 st Semester 2 nd Semester 3 rd Semester 4 th Semester CP Physik / Mathematik Simulation/ Modellierung Quantenmechanik Festkörperphysik 18 Ingenieurwissenschaften Fundamentals of Optics Laser Technology High-Power-Laser-Physics Spectrophysics 33 Labor Optische Materialien Fiber Technology/ Integrated Optics Kohärente Optik Laserphysik Werkstoffkunde Klinische Anwendung von Lasern Solid-State Laser Design Optische Messtechnik Seminar fortgeschrittene Themen in EP (Vorbereitung Master Thesis) Projekt (in einer Forschungseinrichtung oder einer Firma) (9) Thesis (30) Management Management/BWL 6 CP Lehrveranstaltung (Kreditpunkte) Wahlpflicht in der gewählten -6-

7 Physik/Mathematik Physik/Mathematik: Bereich Modulverantwortliche(r): Zuordnung zum Curriculum Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: 6 Angestrebte Lernergebnisse: Simulation/Modellierung MM 1 (P) Physik Finite Element Analysis oder CFD I + II oder Numerical Modelling I + II Winter (FEM); Sommer (CFD, Numerical Modelling) Prof. Dr. Kühn Prof. Dr. Kühn, Kathleen Poland Englisch MSc Engineering Physics, 1. Semester Vorlesung: 3 SWS Übung: 1 SWS Präsenzzeit: 62 Stunden Selbststudium: 118 Stunden Finite Element Analysis: Ziel des Kurses ist es, den Teilnehmern die theoretischen Grundlagen der FEM zu vermitteln und sie damit in die Lage zu versetzen, die Möglichkeit und Grenzen der FEM auch für komplexe Probleme besser abzuschätzen. In den Übungen werden mit Hilfe von Matlab verschiedene FEM Probleme erarbeitet und gelöst. CFD: The general course objective is to impart knowledge on the numerical solution of the Navier-Stokes equations that is required for doing a bachelor/master thesis in the field of computational fluid dynamics. Numerical Modelling: This course focuses on describing and explaining the structure and evolution of the marine atmospheric boundary layer. There is an emphasis on cloud-topped boundary layers and the trade wind boundary layer. Also the wind wave interaction and its modelling treated, as well as the modelling of the marine atmospheric boundary. The students will learn to deal with the state-of-the-art mesoscale models in a weather prediction mode considering airsea-interactions. Finite Element Analysis: Einführung Fnite Elemente Verfahren Näherungslösungen für ODE und PDE 1D, 2D und 3D Randwertprobleme Spannungs- und Dehnungszustände in Festkörpern dynamische und transiente Probleme Kontrolle und Beurteilung von Rechenergebnissen CFD: The Navier-Stokes-equations will be derived. The students will be introduced into the general concepts of Reynolds-averaged Navier-Stokes simulation models, large-eddy simulation models and direct numerical simulation models. Discretization -7-

8 Physik/Mathematik approaches to the Navier-Stokes equations such as finite differences or finite volume methods will be presented. The students will be introduced into state-of-the art CFD codes and they will learn how to to solve certain initial and boundary condition problems from aerodynamics and boundary-layer meteorology numerically by applying these state-of-the art CFD codes. Troubleshooting will also be learnt during the course. Numerical Modelling: understand and apply numerical models of the marine boundary layer explain differences in the concepts of global atmospheric models, mesoscale models and large-eddy simulation models understand state-of-the-art parameterisations used in mesoscale models apply state-of-the-art mesoscale models in a weather prediction mode (forecast mode) apply state-of-the-art mesoscale models in a wind ressource assessment mode (downscaling mode) apply verification methods to the results of mesoscale models Klausur oder mündliche Prüfung Tafel, Folien, Beamerpräsentationen, Übungen am PC J. Fish and T. Belytschko, A First Course in Finite Elements, John Wiley, Bhatti, M.A., Fundamental Finite Element Analysis and Applications: with Mathematica and MATLAB Computations, John Wiley, New York Klaus Knothe, Heribert Wessels. Finite Elemente: Eine Einführung für Ingenieure (4. Aufl.). Springer,

9 Physik/Mathematik Modulverantwortliche(r): Zuordnung zum Curriculum Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: 6 Angestrebte Lernergebnisse: Quantenmechanik MM 2 (P) Physik Theoretische Physik III (Quantenmechanik), Vorlesung Theoretische Physik III (Quantenmechanik), Übung Sommer PD Dr. Lutz Polley PD Dr. Lutz Polley Deutsch Master Engineering Physics, Pflicht, 2. Semester Master of Education, Pflicht, 2. Semester Vorlesung: 2 SWS Übung: 4 SWS Präsenzzeit: 84 Stunden Selbststudium: 96 Stunden Die Studierenden erwerben die Kompetenzen, die Anwendungssituationen der Quantenmechanik zu erkennen und Standardprobleme lösen sowie den Stoff (unter anderem an der Schule) geeignet vermitteln zu können. Grundlegende Konzepte und Strukturen der nichtrelativistischen Quantenmechanik (Superpositionsprinzip, Wellenfunktion, Operatoren, Eigenwertproblem, Wahrscheinlichkeitsinterpretation, Schrödinger-Gleichung, Hilbert-Raum sowie aktuelle Themen wie Bellsche Ungleichung, Dekohärenz) Zweistündige Klausur oder mündliche Prüfung von 30min Dauer Tafel, Folien, Beamerpräsentationen C. Cohen-Tannoudji, et al.: introduction to quantum mechanics, de Gruyter, 2004 W. Nolting: Grundkurs Theoretische Physik, 5 Quantenmechanik, Springer Verlag, 2007 B.H. Bransden, C.J., Joachain: Quantum Mechanics, Prentice Hall J. Audretsch: Verschränkte Systeme, Wiley, 2005 F. Selleri: Die Debatte um die Quantentheorie, Vieweg Verlag,

10 Physik/Mathematik Festkörperphysik MM 3 (P) Physik Experimentalphysik V (Festkörperphysik), Vorlesung Experimentalphysik V (Festkörperphysik), Übung Winter Modulverantwortliche(r): PD Dr. Achim Kittel PD Dr. Achim Kittel Deutsch Zuordnung zum Curriculum Master Engineering Physics, 3. Semester Vorlesung: 4 SWS Übung: 2 SWS Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 84 Stunden Selbststudium: 96 Stunden Kreditpunkte: 6 Experimentalphysik I-IV, Theoretische Physik Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden erwerben Kenntnisse über Phänomene der Festkörperphysik und ausgewählter Spezialgebiete (Halbleiterphysik, Photovoltaik, Tieftemperaturphysik, Supraleitung). Sie erlangen Fertigkeiten zur Anwendung grundlegender Methoden und Prinzipien der Beschreibung von Festkörperphänomenen (Symmetrien, reziproker Raum, Modenspektren, Bloch Gleichungen, Wechselwirkungen, Extrembetrachtungen wie starke und schwache Elektronenbindung, makroskopische Quantenphänomene, Beschreibung der Störung der periodischen Gitterstruktur). Sie erwerben Kompetenzen zur Erfassung der Funktion von technisch relevanten Bauteilen, zur vertiefenden Einarbeitung in weitergehende Bereiche und zur Entwicklung neuartiger Bauelemente aufgrund des erlernten Wissens. Außerdem erlangen sie Kompetenzen zur gesellschaftspolitischen Einordnung der Konsequenzen von physikalischer Forschung. Kristallstrukturen und Symmetrien, Bravais-Gitter, Translationssymmetrie und reziprokes Gitter, Brillouin-Zone; Bindungstypen und -energien (kovalente, ionische, van der Waals, metallische und Wasserstoffbrücken-Bindung); Dynamik der Kristallgitter, Phononen, Nichtlineare und anharmonische Effekte, spez. Wärme, Wärmeleitung und Umklapp-Prozesse; Elektronen in Festkörpern, quasifreies Elektronengas, Zustandsdichten und Ferminiveau, Transportgleichung; Elektronen im periodischen Potential, Blochtheorem, Bänderschema, effektive Masse, Zustandsdichten und Besetzung, Metalle/Isolatoren; Grundlagen der Halbleiter; Grundlagen der Supraleitung; magnetische Eigenschaften, Dia-, Para-, Ferromagnetismus, Austauschwechselwirkung, Spinwellen, Spingläser; 2-stündige Klausur oder mündliche Prüfung von maximal 45 min Dauer Tafel, Folien, Beamerpräsentationen N N.W. Ashcroft und N.D. Mermin: Solid State Physics, (Sounders College, Philadelphia, 1988) / N.W. Ashcroft und N.D. Mermin: Festkörperphysik, (R. Oldenbourg Verlag, München, 2001); -10-

11 Physik/Mathematik S. Elliott: The Physics and Chemistry of Solids, (John Wiley & Sons, West Sussex (UK), 1999); H. Ibach & H. Lüth: Festkörperphysik, (Springer, Berlin, 2002); K. Kopitzky: Einführung in die Festkörperphysik (Teubner- Verlag, Stuttgart, 1993); -11-

12 Physik/Mathematik Modulverantwortliche(r): Zuordnung zum Curriculum Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: 6 Angestrebte Lernergebnisse: Beschleuniger, Kern- und Teilchenphysik MM 4 (WP) Physik Kern- und Teilchenphysik Sommer Prof. Dr. Björn Poppe Prof. Dr. Björn Poppe Deutsch Master Engineering Physics, Pflicht, 2. Semester Master of Education, Pflicht, 2. Semester Vorlesung: 4 SWS Präsenzzeit: 56 Stunden Selbststudium: 96 Stunden Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die grundlegenden Prinzipien und messtechnischen Methoden der Kern- und Elementarteilchenphysik sowie der dazugehörigen theoretischen Modelle (Feldtheorien). Sie erlangen Fertigkeiten zur Analyse kern- und teilchenphysikalischer Probleme, zur Einordnung neuer Experimente und Publikationen sowie zur selbständigen Beurteilung neuerer Entwicklungen. Sie erwerben Kompetenzen zur fundierten Einordnung der neuen Entwicklungen im Bereich der Kern- und Elementarteilchenphysik sowie zur Vernetzung mit den Kenntnissen aus den bisherigen Vorlesungen zur Experimental- und theoretischen Physik. Außerdem erlangen sie Kompetenzen zur gesellschaftspolitischen Einordnung der Konsequenzen von physikalischer Forschung Phänomenologie der Kerne und Kernmodelle, Kernstrahlung, Teilchendetektoren, Beschleunigungsprinzipien, Teilchenzoo, Einführung in die Feldtheorien, Quantenchromodynamik, Elektroschwache Wechselwirkung, Standardmodell der Elementarteilchenphysik, Einführung in die Physik jenseits des Standardmodells (GUT und Superstringtheorien), Grundlagen der Astroteilchenphysik. Aufgrund der hohen Dynamik der Forschungsergebnisse in beiden Bereichen wird in der Vorlesung mehrfach ein Überblick über neuere Publikationen gegeben. Zweistündige Klausur oder mündliche Prüfung von 30min Dauer Tafel, Folien, Beamerpräsentationen 1. Jörn Bleck-Neuhaus, Elementare Teilchen, Springer Verlag, BIS 2. Wolfgang Demtröder, Experimentalphysik IV, Kern-, Teilchen und Astrophysik, Springer Verlag, BIS 3. Das & Ferbel, Introduction to Nuclear and Particle Physics World, Scientific, BIS 4. historisch wichtige Original-Publikationen 5. ggf. aktuelle Publikationen aus dem Physik Journal, Physics Today etc. -12-

13 Ingenieurwissenschaften: Modulverantwortliche(r): Zuordnung zum Curriculum Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: 9 Angestrebte Lernergebnisse: Ingenieurwissenschaften I MM 7(WP); Biomedical Physics & Acoustics Ingenieurwissenschaften Wahlveranstaltungen Engineering Physics; VL, SE, Ü Winter Prof. Dr. ir. Doclo Doclo, Neu, Poppe Deutsch oder Englisch Master Engineering Physics, Pflicht, 1. Semester VL, SE, Ü Zusammen 270 Stunden Die Studierenden erlernen grundlegende Konzepte und Methoden auf unterschiedlichen Gebieten der Ingenieurwissenschaften einschließlich ihrer exemplarischen Anwendung. Darüber hinaus warden sie an spezielle Probleme ausgewählter Gebiete der Physik herangeführt und lernen, sich mit aktuellen Fachpublikationen auseinanderzusetzen. Signal- und Systemtheorie: Signalräume, Grundlagen der diskreten und integralen Signalrepräsentation, Methoden der Systembeschreibung im Zeit- und Frequenzbereich, Integraltransformationen wie Fourier- und Laplace-Transformation, Hilbert-Transformation und analytische Signale, Abtastung und z-transformation, stochastische Prozesse und lineare Systeme, Filter, Zeit-Frequenz-Darstellungen, Optimaltransformationen und Optimalfilter, Adaptive Filter. Grundkurs im Strahlenschutz: Strahlenphysik, Grundlage der Dosimetrie, Strahlenschutzgrundsätze, Strahlenschutzverordnung, Natürliche und zivilisatorische Strahlenbelastung, Praktikum im Bereich der Strahlenschutzmesstechnik Medizinische Optik: Physiologie und Psychophysik des Sehens, Theorie von Abbildungssystemen, Ophthalmologische Optik, Lichttechnik, Photometrie, Sehen am Arbeitsplatz und im Verkehr, optische Messungen am Patienten, Diagnostische und therapeutische Laseranwendungen, Strahlenschutz (Infrarot, UV, Laser) Mikroskopische Verfahren, LaserScan Mikroskop, optische Spektroskopie, Fluoreszenzverfahren -13-

14 Modulverantwortliche(r): Zuordnung zum Curriculum Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: 9 Angestrebte Lernergebnisse: Ingenieurwissenschaften I MM 7 (WP); Laser & Optics Ingenieurwissenschaften Wahlveranstaltungen Engineering Physics; VL, SE, Ü Winter Prof. Dr. Neu Teubner, Struve Deutsch oder Englisch Master Engineering Physics, Pflicht, 1. Semester VL, SE, Ü Zusammen 270 Stunden Die Studierenden erlernen grundlegende Konzepte und Methoden auf unterschiedlichen Gebieten der Ingenieurwissenschaften einschließlich ihrer exemplarischen Anwendung. Darüber hinaus warden sie an spezielle Probleme ausgewählter Gebiete der Physik herangeführt und lernen, sich mit aktuellen Fachpublikationen auseinanderzusetzen. Fundamentals of Optics: Fundamental and advanced concepts of optics. Topics include: reflection and refraction, optical properties of matter, polarisation, dielectric function and complex index of refraction, evanescent waves, dispersion and absorption of light, Seidel s abberations, Sellmeier s equations, optical systems, wave optics, Fourier analysis, wave packets, chirp, interference, interferometry, spatial and temporal coherence, diffraction (Hyugens, Fraunhofer, Fresnel), focussing and optical resolution, Fourier optics, holography; near field optics, optics of short wavelengths, such as X-rays Optische Materialien: Crystals and glasses as host materials Nonlinear crystals Special optical fibers Electrooptical polymers Photonic bandgap structure and photonic crystal fibers, preparation and applications -14-

15 Modulverantwortliche(r): Zuordnung zum Curriculum Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: 9 Angestrebte Lernergebnisse: Ingenieurwissenschaften I MM 7 (WP); Renewable Energies Ingenieurwissenschaften Wahlveranstaltungen Engineering Physics; VL, SE, Ü Winter Prof. Dr. Kühn Peinke, N.N. Deutsch oder Englisch Master Engineering Physics, Pflicht, 1. Semester VL, SE, Ü Zusammen 270 Stunden Die Studierenden erlernen grundlegende Konzepte und Methoden auf unterschiedlichen Gebieten der Ingenieurwissenschaften einschließlich ihrer exemplarischen Anwendung. Darüber hinaus werden sie an spezielle Probleme ausgewählter Gebiete der Physik herangeführt und lernen, sich mit aktuellen Fachpublikationen auseinanderzusetzen. Fluiddynamik I: Grundgleichungen: Navier-Stokes-Gleichung, Kontinuitätsgleichung, Bernoulli-Gleichung, Wirbel- und Energiegleichung, Laminare Flüsse und Stabilitätsanalyse, exakte Lösungen, Anwendungen Energy Informatics: Markets and regulation: competitive markets as efficiency benchmark; market failures as a rationale for regulation Fundamentals of energy system/market analysis: definitions and concepts; energy statistics and balances; elasticities and incidence of policy interference Market imperfections and regulatory design: environmental externalities, imperfect competition Electricity markets: supply, demand, market interactions, market failures and regulatory responses Sustainability Economics and Management: This module consists of a one lecture and one seminar (2 weekly contact hours per lecture/seminar) dealing with basic concepts and strategies of sustainability management within corporations. Both, lecture and seminar give an overview of current sustainability strategies for companies and present a variety of instruments to integrate and initiate sustainable development within corporations. While the lecture focuses more on theoretical approaches and introduces basic concepts of corporate sustainability management, the seminar provides a variety of case studies -15-

16 and business cases to demonstrate different concepts and instruments of sustainability management. The seminar provides the possibilities for inter- and transdisciplinary exchange and discussions. -16-

17 Modulverantwortliche(r): Zuordnung zum Curriculum Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: 9 Angestrebte Lernergebnisse: Ingenieurwissenschaften II MM 8 (WP); Biomedical Physics & Acoustics Ingenieurwissenschaften Wahlveranstaltungen Engineering Physics; VL, SE, Ü Sommer Prof. Dr. ir. Doclo Poppe, van de Par, Annemüller Deutsch oder Englisch Master Engineering Physics, Pflicht, 2. Semester VL, SE, Ü Zusammen 270 Stunden Die Studierenden erlernen grundlegende Konzepte und Methoden auf unterschiedlichen Gebieten der Ingenieurwissenschaften einschließlich ihrer exemplarischen Anwendung. Darüber hinaus werden sie an spezielle Probleme ausgewählter Gebiete der Physik herangeführt und lernen, sich mit aktuellen Fachpublikationen auseinanderzusetzen. F-Praktikum (Medizinische Physik, Strahlenphysik, Akustik, Signalverarbeitung): Forschungsnahe Experimente in den Arbeitsgruppen des Instituts. Vorträge und Diskussionen der Grundlagen und Ergebnisse der Experimente im begleitenden Seminar. Grundkurs im Strahlenschutz: Strahlenphysik, Grundlage der Dosimetrie, Strahlenschutzgrundsätze, Strahlenschutzverordnung, Natürliche und zivilisatorische Strahlenbelastung, Praktikum im Bereich der Strahlenschutzmesstechnik Akustik Schwingungen und Wellen, physikalische Grundlagen der Akustik, Erzeugung und Ausbreitung von Schall, Messung und Bewertung von Schall, Verarbeitung und Analyse akustischer Signale, Akustik von Stimme und Sprache, Sprachpathologie, Schalldämmung und dämpfung, Raum- und Bauakustik, Elektroakustik, Stoßwellen, Photoakustischer Effekt; ausgesuchte Kapitel der Akustik, der Vibrationen und des Ultraschalls. Informationsverarbeitung und Kommunikation: Grundfragen der Informationsverarbeitung (Klassifikation, Regression, Clustering), Lösungsmethoden basierend auf Dichteschätzung und diskriminativen Ansätzen (z.b. Bayes Schätzung, k-nearest neighbour, Hauptkomponentenanalyse, support-vector-machines, Hidden-Markov-Modelle), Grundlagen der Informationstheorie, Methoden der analogen und digitalen Nachrichtenübertragung, Prinzipien der Kanalcodierung und Kompression -17-

18 Modulverantwortliche(r): Zuordnung zum Curriculum Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: 9 Angestrebte Lernergebnisse: Ingenieurwissenschaften II MM 8 (WP); Laser & Optics Ingenieurwissenschaften Wahlveranstaltungen Engineering Physics; VL, SE, Ü Sommer Prof. Dr. Neu Teubner, Struve Deutsch oder Englisch Master Engineering Physics, Pflicht, 2. Semester VL, SE, Ü Zusammen 270 Stunden Die Studierenden erlernen grundlegende Konzepte und Methoden auf unterschiedlichen Gebieten der Ingenieurwissenschaften einschließlich ihrer exemplarischen Anwendung. Darüber hinaus warden sie an spezielle Probleme ausgewählter Gebiete der Physik herangeführt und lernen, sich mit aktuellen Fachpublikationen auseinanderzusetzen. High-Power-Laser-Physics: Application of femtosecond and high power laser systems, absorption of intense laser light, basics of laser matter interaction at high intensity, fundamentals of laser plasmas, diagnostics, applications in micro machining, laser generated ultrashort radiation such as high-order laser harmonics and femtosecond K-α-sources and kev and MeV electron and ion sources and their application to micro fabrication micro and nano analysis; atto physics, high field physics Laser Technology: Generation of laser beams, beam propagation High power lasers Short pulse generation Ultra-short pulse generation and Femtosecond Laser Technology High Power Lasers Wavelength selection Interaction between laser radiation and matter -18-

19 Modulverantwortliche(r): Zuordnung zum Curriculum Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: 9 Angestrebte Lernergebnisse: Ingenieurwissenschaften II MM 8 (WP); Renewable Energies Ingenieurwissenschaften Wahlveranstaltungen Engineering Physics; VL, SE, Ü Sommer Prof. Dr. Kühn Fatikow, Peinke Deutsch oder Englisch Master Engineering Physics, Pflicht, 2. Semester VL, SE, Ü Zusammen 270 Stunden Die Studierenden erlernen grundlegende Konzepte und Methoden auf unterschiedlichen Gebieten der Ingenieurwissenschaften einschließlich ihrer exemplarischen Anwendung. Darüber hinaus werden sie an spezielle Probleme ausgewählter Gebiete der Physik herangeführt und lernen, sich mit aktuellen Fachpublikationen auseinanderzusetzen. Fuzzy-Regelung und künstliche neuronale Netze in Robotik und Automation: Steuerungsprobleme in Robotik und Automation; Einführung in Fuzzy- und Neuro-Systeme; Grundlagen der Fuzzy-Logik; Fuzzy-Logik regelbasierter Systeme; Modelle neuronaler Netze; Lernalgorithmen für neuronale Netze; Mehrschichtige Netze und Backpropagation; Assoziativspeicher und stochastische Netze; Selbstorganisierende Netze; Entwurf klassischer Regler; Entwurf von Fuzzy-Regelungssystemen; Praktische Anwendungen der Fuzzy-Logik; Entwurf von Neuro-Regelungssystemen; Praktische Anwendungen neuronaler Netze Fluiddynamik II: Reynolds-Gleichung, Schließungsproblem und Schließungsansätze, Turbulenzmodelle, Kaskadenmodelle, Stochastische Modelle -19-

20 Modulverantwortliche(r): Zuordnung zum Curriculum Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: 6 Angestrebte Lernergebnisse: Ingenieurwissenschaften III MM 9 (WP); Biomedical Physics & Acoustics Ingenieurwissenschaften Wahlveranstaltungen Engineering Physics; VL, SE, Ü Winter Prof. Dr. ir. Doclo Poppe, van de Par, Hein Deutsch oder Englisch Master Engineering Physics, Pflicht, 3. Semester VL, SE, Ü Zusammen 180 Stunden Die Studierenden erlernen grundlegende Konzepte und Methoden auf unterschiedlichen Gebieten der Ingenieurwissenschaften einschließlich ihrer exemplarischen Anwendung. Darüber hinaus werden sie an spezielle Probleme ausgewählter Gebiete der Physik herangeführt und lernen, sich mit aktuellen Fachpublikationen auseinanderzusetzen. Physiologie der Tiere und Menschen: Im ersten Teil der Vorlesung wird behandelt wie Ihre Sinne funktionieren, wie das Gehirn daraus seine Welt zusammensetzt, wie Sie denken und fühlen und danach handeln, dann müssen Sie diese Vorlesung besuchen. Der Vorlesungsstoff umfasst die Gebiete Sinnesphysiologie, Neurophysiologie und Muskelphysiologie. In diesem zweiten Teil der Vorlesung werden insbesondere die vegetative und Stoffwechselphysiologie behandelt. Dabei geht es um das vegetative Nervensystem und die allgemeine Aufrechterhaltung der Homöostase im Organismus. Es geht um die Regulation und Funktion des Kreislaufes, insbesondere auch um die Herzfunktion und pathologische Störungen des Systems. Die Atmungsphysiologie befasst sich einmal mit der Mechanik und Steuerung der äußeren Atmung aber auch mit den physiologischen Mechanismen des Gasaustausches. Im Abschnitt Ernährungsphysiologie wird die Verdauung und die richtige Ernährung genauso behandelt wie die Stoffausscheidung. In der Vorlesung steht die Humanphysiologie im Vordergrund. Spezialkurs Strahlenschutzseminar: Strahlenschutz beim Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen in der Diagnostik und in der Therapie, bei Strahlen- behandlungen Brachytherapie (Strahler und Afterloadingvorrichtungen) Teletherapie (Beschleuniger, Gammabestrahlungsvorrichtungen), bei Therapiesimulatoren, bei bildgebenden Verfahren bei der Bestrahlungsplanung, in der Röntgendiagnostik und -therapie, Praktika und Übungen Applied Psychoacoustics: Subjective listening experiment design and models of human auditory perception will be treated with a focus on application in sound quality measurement (e.g. for vehicle noise and sound -20-

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